Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG 5 I. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ THỦY ĐIỆN NẬM CỦN 5 1.1.Các đặc điểm về công dụng, vị trí, sự cần thiết phải thiết kế xây dựng hệ thống thủy điện 5 1.2. Các đặc điểm cấu tạo chủ yếu hệ thống thủy điện và công trình bề mặt liên quan 7 1.3. Những đặc điểm về điều kiện xây dựng toàn bộ khu vực hệ thống công trình ngầm có ảnh hưởng tới công trình ngầm cần phải thiết kế 7 1.3.1. Điều kiện tự nhiên 7 1.3.1.1.Thổ nhưỡng và thảm thực vật 7 1.3.1.2.Nhiệt độ không khí 7 1.3.1.3. Chế độ gió 8 1.3.1.4. Độ ẩm không khí 8 1.3.2.4. Bốc hơi 8 1.3.1.5. Mưa 8 1.3.2. Điều kiện địa hình 9 1.3.3. Điều kiện địa chất chung khu vực dự án 9 1.3.3.1. Đặc điểm địa hình địa mạo 9 1.3.3.2. Cấu trúc địa chất 9 1.3.3.3. Hoạt động động đất 9 1.3.3.4. Tính chất cơ lý của đất đá 10 II. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐOẠN HẦM DẪN NƯỚC CÓ LÝ TRÌNH TỪ KM1+300 – KM1+550 11 2.1. Các đặc điểm về công dụng, vị trí, sự cần thiết phải thiết kế xây dựng hầm dẫn nước 11 2.1.1. Vị trí của đoạn hầm 11 2.2.1. Tuyến đầu mối 12 2.2..2. Tuyến năng lượng 1 12 Cửa lấy nước : 12 2.2.3. Nhà máy thuỷ điện và trạm phân phối điện 14 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ KĨ THUẬT HẦM DẪN NƯỚC 14 1.1. Những yêu cầu cơ bản về thiết kế quy hoạch hầm dẫn nước 15 1.1.1. Đánh giá khối đá, mức độ ổn định không chống phần thân đường hầm. 15 1.1.2. Những yêu cầu cơ bản về thiết kế quy hoạch thân đường hầm 19 1.3. Thiết kế quy hoạch công trình ngầm trên mặt cắt dọc 19 1.4. Thiết kế mặt cắt ngang của công trình 20 II: THIẾT KẾ LỰA CHỌN VẬT LIỆU, TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHỐNG GIỮ CÔNG TRÌNH NGẦM 21 2.1. Những yêu cầu cơ bản về thiết kế vật liệu, kết cấu chống giữ đoạn đường hầm 21 Chi phí xây dựng đường hầm, chi phí tổn thất công suất và chi phí tổn thất năng lượng hàng năm. 21 2.2. Thiết kế lựa chọn vật liệu chống giữ công trình ngầm 22 2.2.2. Vật liệu cát sỏi 22 2.2.3 .Kết cấu chống gỗ 23 2.2.4. Neo, bê tông phun 23 2.2.5. Kết cấu chống bằng gạch, đá 23 2.2.6. Kết cấu chống thép 23 2.2.7. Kết cấu chống bằng bê tông, bê tông cốt thép liền khối. 24 2.3. Phương án khả dĩ chống giữ hầm dẫn nước lý trình km1+300– km1+550 24 2.3.1. Lựa chọn kết cấu chống tạm 24 2.3.2. Lựa chọn kết cấu chống cố định 25 2.3.3. Xác định kích thước sử dụng của hầm dẫn nước 26 2.3.4. Xác định kích thước đào của hầm dẫn nước 26 2.3.5. Xác định Kích thước đường cấu tạo của hầm dẫn nước 26 2.4. Tính toán áp lực tác dụng lên công trình ngầm 27 2.4.1. Áp lực phía nóc hầm 27 2.4.2. Áp lực sườn 28 2.4.3. Áp lực nền 29 2.5. Tính toán nội lực trong lớp kết cấu chống cố định 30 2.5.1. Nội lực trong vỏ chống gây bởi áp lực đất đá thẳng đứng. 31 2.5.2. Nội lực ở phần vòm 33 2.5.3. Biểu đồ nội lực 36 2.6. Kiểm tra bền 38 2.6.1. Tính toán cốt thép 38 2.6.2. Chọn cốt thép 39 2.6.3. bố trí cốt thép 41 2.7. Tính toán kết cấu chống tạm cho đường hầm 41 2.7.1. Tính toán kết cấu neo 41 2.7.2. Tính toán chiều dày kết cấu bê tông phun khi kết hợp với kết cấu neo 46 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ THI CÔNG HẦM DẪN NƯỚC 48 1.1. Những yêu cầu cơ bản về công tác lựa chọn sơ đồ thi công đường hầm 49 1.2. Mô tả khái quát một số sơ đồ thi công khả thi cho công trình hầm dẫn nước 49 1.2.1. Sơ đồ thi công nối tiếp. 49 1.2.2. Sơ đồ thi công song song. 49 1.3.1. Sơ đồ thi công phối hợp. 49 1.3. So sánh, lựa chọn sơ đồ thi công tối ưu các phần cấu thành đặc trưng cho đường hầm dẫn nước lý trình km 1 + 300 – km 1 + 550 50 2.1. Lựa chọn phương pháp đào phá đất đá tại gương 51 2.2. Lựa chọn thiết bị khoan lỗ mìn 51 2.3. Tính toán các thông số tổ hợp khoan nổ mìn cho gương thi công 53 2.3.1. Lựa chọn thuốc nổ, phương tiện gây nổ 53 2.3.2. Lựa chọn đường kính thỏi thuốc nổ và đường kính lỗ mìn 55 2.3.3 Tính toán lượng thuốc nổ đơn vị 55 2.3.4. Số lỗ mìn trên gương 56 2.3.6. Chi phí thuốc nổ cho một lần nổ 62 2.3.7. Tính toán mạng điện nổ mìn 64 2.3.8. Các chỉ tiêu nổ mìn cơ bản đánh giá hiệu quả của công tác khoan nổ mìn 65 2.3.9. Công tác đưa gương nổ mìn về trạng thái an toàn 65 CHƯƠNG 3 CÔNG TÁC THÔNG GIÓ TRONG QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM 69 3.1. Các yêu cầu thông gió cho đường hầm dẫn nước công trình thủy điện NẬM CỦN 69 3.2. So sánh . lựa chọn các sơ đồ thông gió cho đường hầm 69
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ THI CƠNG ĐOẠN HẦM DẪN NƯỚC CỦA CƠNG TRÌNH THỦY ĐIỆN NẬM CỦN, ĐOẠN CĨ LÝ TRÌNH ( TỪ KM + 300 – KM + 550) CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH NGẦM VÀ MỎ Giảng viên hướng dẫn Th.s Đặng Văn Kiên Sinh viên thực Nguyễn Văn Tư Ngành Xây Dựng Chuyên ngành XDCTN Mã Số Sinh Viên 1221070173 Khóa K57 HÀ NỘI – 5/ 2017 MỤC LỤC CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG I KHÁI QUÁT CHUNG VỀ THỦY ĐIỆN NẬM CỦN 1.1.Các đặc điểm cơng dụng, vị trí, cần thiết phải thiết kế xây dựng hệ thống thủy điện Thủy điện Nậm Củn triển khai xây dựng xã Thanh Phú, huyện Sapa, tỉnh Lào Cai, có tọa độ địa lý sau: - Toạ độ địa lý tuyến đập: 104012'32" kinh độ Đông, 22006'43" vĩ độ Bắc - Toạ độ địa lý nhà máy: 104013'13" kinh độ Đông, 22007'30" vĩ độ Bắc Công suất lắp máy 40MW Sản lượng điện hàng năm: 167Kwh, dự định hoàn thành phát điện vào Quý I năm 2018 Nằm cách thành phố Lào Cai 50km phía nam, cách thị trấn Sapa 25km hướng tây nam Để vào vị trí khai trường theo lối, từ thị trấn Sapa xuống từ ngã Xuân Giao, huyện Bảo Thắng lên Phía Đơng giáp với xã Suối Thầu Bản Phùng, huyện Sapa Phía Tây dãy núi Phan Xi-Păng Phía Nam Rừng quốc gia Hồng Liên Sơn Phía Bắc sơng Ngịi Bo Địa bàn khai trường thuộc vùng núi cao, địa hình thấp dần từ Tây sang Đơng, có suối chảy dọc theo hướng Tây đổ sơng Hồng Phía tây dãy núi Phan XiPăng nên địa hình dốc, độ cao trung bình 600m Những năm gần kinh tế nước ta có bước phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân cải thiện, nhu cầu người mà ngày tăng Song, số vùng nhân dân cịn khó khăn, thiếu thốn nhiều mặt: điện, nước, giao thơng Cùng với thiên tai, hạn hán cịn nhiều gây khơng biết thiệt hại cho người Do đó, địi hỏi Đảng nhà nước phải có sách, dự án kịp thời để đời sống nhân dân cải thiện đồng đều, giảm bớt thiệt hại thiên tai, góp phần xây dựng kinh tế phát triển Dự án xây dựng thuỷ điện Nậm Củn nhiều dự án xây dựng thuỷ điện nói riêng xây dựng ngành nghề nói chung Nhiệm vụ Cơng trình thuỷ điện Nậm Củn xây dựng với nhiệm vụ khai thác dòng chảy Suối Bo, kết hợp dâng đập tận dụng cột nước địa hình để phát điện với cơng suất 40W điện lượng trung bình hàng năm Eo = 167KWh với tạo nguồn điện cung cấp cho phát triển kinh tế đời sống nhân dân từ lưới điện quốc gia, tạo nguồn nước bổ xung cho khu vực hạ lưu vào mùa kiệt, đáp ứng nhu cầu phục vụ nước sinh hoạt, công nghiệp đẩy mạnh tham gia chống lũ tiểu mãn, giảm lũ đầu vụ cho vùng hạ lưu Ngoài ra, việc đầu tư xây dựng thuỷ điện Nậm Củn tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển kinh tế xã hội khu vực Sau kết thúc xây dựng cơng trình, khu vực cơng trình Nậm Củn với sở dân cư, văn hoá, xã hội trở thành điểm tập trung dân cư với sở hạ tầng tương đối đầy đủ Hệ thống giao thông phục vụ thi cơng vận hành cơng trình tạo khả giao lưu kinh tế xã hội khu vực xây dựng cơng trình với trung tâm kinh tế, xã hội địa phương 1.2 Các đặc điểm cấu tạo chủ yếu hệ thống thủy điện cơng trình bề mặt liên quan Các cơng trình chủ yếu dự án thủy điện Suối Chăn xác định bao gồm: - Hồ chứa - Cơng trình đầu mối gồm đập không tràn đập tràn - Đập chính: Tuyến đập 2, đập bê tơng trọng lực kết hợp với đập tràn có cửa van đặt lịng sơng - - Tuyến lượng gồm: Cửa lấy nước, đường hầm dẫn nước, tháp điều áp Đường ống áp lực kênh xả 1.3 Những đặc điểm điều kiện xây dựng toàn khu vực hệ thống cơng trình ngầm có ảnh hưởng tới cơng trình ngầm cần phải thiết kế 1.3.1 Điều kiện tự nhiên 1.3.1.1 Thổ nhưỡng thảm thực vật Bề mặt lưu vực với tầng phủ đất sét pha lẫn dăm sạn màu nâu vàng xám vàng dày có nguồn gốc phong hoá từ đá phiến thạch anh mica màu xám Chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa phần lớn khí hậu ơn đới độ cao 1000m tạo khu vực thảm thực vật đa dạng, rừng vùng nhiệt đới cõ xen kẽ số ôn đới bạch dương, thông, sa mu, với nhiều loài dược thảo quý mọc tầng Hiện nay, bị khai thác phần rừng lưu vực nơi tồn trữ quỹ gen loại thực vật quý Với địa hình đồi núi cao, lượng mưa lớn cộng thêm thảm phủ tốt nên dòng chảy mùa kiệt lưu vực Suối Bo tốt điều hoà 1.3.1.2 Nhiệt độ khơng khí Chế độ nhiệt khu vực biến đổi theo mùa theo độ cao địa hình cách rõ rệt Tương tự vùng miền núi khác phía Bắc, mùa hè thường kéo dài từ tháng IV tới tháng IX, mùa Đông từ tháng X tới tháng III năm sau Lưu vực Nậm Củn nằm vùng thượng lưu nên có mùa đơng lạnh, nhiệt độ có xuống 00C lại có mùa hè mát mẻ, nhiệt độ trung bình năm dao động từ (17 20)0C 1.3.1.3 Chế độ gió Do ảnh hưởng địa hình, hướng gió thịnh hành cho tồn khu vực hướng Tây Tây Nam Trong năm có hai mùa gió phân biệt: Gió mùa Đơng từ tháng XI đến tháng IV năm sau với gió thịnh hành gió mùa Đơng Bắc mang khơng khí lạnh khơ, gió mùa hè với hướng gió thình hành Tây Nam xuất từ tháng V tới tháng X Tốc độ gió lớn quan trắc trạm khu vực sau: Than Uyên Vmax = 32 m/s, Mù Cang Chải Vmax = 30m/s, Sa Pa Vmax = 37m/s 1.3.1.4 Độ ẩm khơng khí Độ ẩm tương đối trung bình năm thay đổi khơng nhiều vùng dao động khoảng từ (85 87) % Độ ẩm tương đối trung bình nhỏ Sa Pa 82% xuất vào tháng III, lớn 91 % vào tháng X 1.3.2.4 Bốc Tương ứng với chế độ nhiệt ẩm, lượng bốc khu vực biến đổi rõ rệt theo mùa chịu ảnh hưởng địa hình Lượng bốc tiềm lưu vực thường đánh giá qua số liệu đo bốc ống Piche đặt trạm khí tượng Tại trạm khí tượng Than Uyên, trạm đại biểu cho đặc trưng khí hậu khu vực lượng bốc tương đối lớn, Lượng bốc trung bình tháng lớn xuất vào tháng III đo Than Uyên 101mm Lượng bốc trung bình tháng nhỏ Than Uyên vào tháng VII 58,6mm 1.3.1.5 Mưa Sự biến đổi mưa theo thời gian không gian khu vực phụ thuộc chặt chẽ vào hoạt động gió mùa tác động địa hình Lưu vực Suối Bo nằm sườn Đơng Bắc dãy Hồng Liên Sơn có lượng mưa thay đổi mạnh theo độ cao địa hình hướng gió, lượng mưa năm trung bình 400mm Trong năm mưa phân làm hai mùa rõ rệt, mùa mưa tháng V kết thúc vào tháng IX, mùa khô từ tháng X đến tháng IV năm sau Lượng mưa mùa mưa chiếm khoảng (77 ÷ 80)% lượng mưa năm Mưa lớn thường xảy vào ba tháng VI, VII, VIII chiếm từ (57 ÷ 60)% tổng lượng mưa năm Lượng mưa tháng mùa khơ chiếm (20÷23)% tổng lượng mưa năm, tháng có lượng mưa nhỏ năm tháng XII, tháng I 1.3.2 Điều kiện địa hình Lưu vực thuộc loại điạ hình miền núi cao với độ dốc sườn núi độ dốc lịng sơng lớn, điạ hình bị chia cắt mạnh Lưu vực có dạng nan quạt, đường phân lưu thượng nguồn qua đỉnh có cao độ 1500m đến 2500m, độ cao thấp dần hạ du Địa hình núi cao, bị chia cắt, cộng với lượng mưa dồi tạo nên mạng lưới sông dày đặc lưu vực 1.3.3 Điều kiện địa chất chung khu vực dự án 1.3.3.1 Đặc điểm địa hình - địa mạo Khu vực Dự án nằm ranh giới vùng đông bắc tây bắc Việt Nam, thuộc địa hình vùng núi cao trung bình Ở khu vực lịng hồ, sườn núi hai bên dốc đến dốc Tại khu vực đầu mối, địa hình dốc đến dốc Khu vực nhà máy đường ống áp lực, địa hình thoải hơn, đơi chỗ 15-20 Khu vực tuyến hầm dẫn nước có điều kiện địa hình từ thoải đến dốc 1.3.3.2 Cấu trúc địa chất Vùng nghiên cứu nằm miền kiến tạo Tây Bắc Việt Nam, có lịch sử phát triển địa chất lâu dài phức tạp với nhiều thời kỳ giai đoạn khác xác lập với tên gọi miền kiến trúc Tây Bắc Bộ Việt Nam mang đặc trưng kiến tạo Tây Bắc Việt Nam Nằm tiếp giáp đới cấu trúc, đới cấu trúc Phan Xi-Păng phía Tây Bắc, phía Đơng đới trượt Sơng Hồng phía Tây Nam đới Tú Lệ Trong Kainozoi chịu phần ảnh hưởng hoạt động đới trượt Sông Hồng phần hoạt động đới Tú Lệ 1.3.3.3 Hoạt động động đất Tồn vùng cơng trình Nậm Củn nằm huyện Sapa, theo Tiêu chuẩn thiết kế chống động đất TCXDVN 375-2006 huyện Sapa có gia tốc động đất cực đại a=0.0567g tức có phơng động đất cấp VI (theo thang MSK-64) 1.3.3.4 Tính chất lý đất đá Bảng 1.1 Giá trị kiến nghị tính tốn đất Dung trọng, t/m3 Cường độ kháng cắt trạng thái Đới ĐCCT Tự nhiên Tự nhiên Bão hịa Mơ đun Biến dạng bão hòa Hệ số thấm MPa cm/s Bão hòa φ (độ) C, MPa φ (độ) C, MPa dQ 1.70 1.7 14.5 0.020 14 0.01 12 9x10-3 edQ+IA1 1.70 1.7 17 0.025 16 0.02 15 6x10-3 Trên sở kết thí nghiệm, kết khảo sát giai đoạn trước tham khảo tài liệu có vùng, đưa tiêu kiến nghị tính tốn cho đới đá vùng theo bảng sau: Bảng 1.2 Giá trị kiến nghị tính tốn tiêu lý khối đá Đới IB Đới IIA Đới IIB Các tiêu Đới IA2 Dung trọng tự nhiên, t/m3 1.8 2.64 2.67 2.67 Dung trọng bão hòa, t/m3 1.9 2.65 2.68 2.68 Cường độ kháng nén mẫu đá khơ gió, MPa - 50 70 75 Cường độ kháng nén mẫu đá bão hòa, MPa - 45 65 70 Hệ số Poisson - 0.3 0.25 0.22 Cường độ kháng cắt khối đá tgφ /φ (độ) 0.4 / 22 0.7/ 35 0.8/ 39 0.9/42 Lực dính C (Mpa) 0.04 0.25 0.35 0.45 Cường độ tgφ /φ (độ) 0.36 / 20 0.62/ 32 0.70/ 37 0.84/40 kháng cắt 0.03 0.20 0.30 0.40 Mô đun biến dạng, MPa 15 2,500 6,000 10,000 Mô đun đàn hồi, MPa 30 5,000 12,000 20,000 Cường độ kháng kéo, MPa - - 0.1 - 0.17 - 0.25 Hệ số kiên cố f - Hệ số kháng đơn vị K0, Mpa/cm - 15 55 80 Bêtơng- đá II Lực dính C (Mpa) KHÁI QT CHUNG VỀ ĐOẠN HẦM DẪN NƯỚC CĨ LÝ TRÌNH TỪ KM1+300 – KM1+550 2.1 Các đặc điểm công dụng, vị trí, cần thiết phải thiết kế xây dựng hầm dẫn nước 2.1.1 Vị trí đoạn hầm Đoạn hầm thiết kế xây dựng có chiều dài 250m tuyến đường hầm dẫn nước Thủy điện Nậm Củn Đoạn đường hầm qua đất đá tương đối ổn định có hệ số kiên cố đất đá f=8÷10 2.1.2 Công dụng cần thiết phải thiết kế xây dựng đường hầm Hầm dẫn nước dùng để tạo áp lực chênh lệch cột nước từ đập thông qua Giếng điều áp tới tuabin tổ máy phát điện Tạo dịng chảy ổn định, chiếm diện tích đất mặt, giảm chiều dài tuyến lượng, giảm tổn thất thủy lực mang lại lợi ích lớn cho nhà máy 2.2 Mối liên hệ đường hầm dẫn nước với đường hầm khác cơng trình bề mặt liên quan Hầm dẫn nước nằm hệ thống công trình cần xây dựng Thủy điện Nậm Củn 2.2.1 Tuyến đầu mối - Đập không tràn: Kết cấu đập bê tơng trọng lực Mặt thượng lưu đập thẳng đứng, mái hạ lưu đập xuất phát từ mặt thượng lưu cao trình đỉnh đập với hệ số mái dốc m=0.8 Cao độ thiết kế 388,00m, chiều rộng đập không tràn 7,5m để phục vụ việc lại đặt máy móc - Đập tràn Cơng trình tháo lũ kiểu đập tràn nằm khu vực lòng sơng, với khoang tràn kích thước BxH=13,5x16,5m đảm bảo tháo lưu lượng tối đa Qmax=2281,89m3/s Cơng trình tràn bố trí cửa van cung, điều khiển xi lanh thủy lực Nối tiếp sau đập tràn kiểu phun xa tiêu hố xói 2.2 Tuyến lượng - Cửa lấy nước : Cửa lấy nước bê tơng cốt thép bố trí bên bờ trái đập rộng 12m Cửa lấy nước thiết kế dạng khối bê tơng, đặt lớp IIA Cao trình ngưỡng cửa lấy nước 373.00m Cao trình đỉnh cửa lấy nước lấy cao trình đỉnh đập 383,5m - Đường hầm dẫn dòng : Phần cửa hầm dẫn nước có kích thước 2x4x6m đào qua đứt gãy, đất đá ổn định Phần thân hầm đào qua đất đá ổn định có dạng hình móng ngựa có chiều rộng 6m chiều cao 6m - Đường hầm dẫn dòng : Phần cửa hầm dẫn nước có kích thước 2x4x6m đào qua đứt gãy, đất đá ổn định Phần thân hầm đào qua đất đá ổn định có dạng hình móng ngựa có chiều rộng 6m chiều cao 6m - Tại cửa vào hầm dẫn nước từ Km0+00m đến Km0+10.00m: Khoan neo vượt trước Ø32 CIII + treo lưới B40 phun bê tơng dày 7cm + vịm - I200 bước dọc tim hầm a=0.5m + Bê tông chèn vịm M200 Hầm có số Q ≤ 0.01: áp dụng gia cố mặt cắt kiểu 1: Khoan neo vượt trước Ø32CIII + treo lưới B40 phun bê tơng dày 7cm+ vịm I200 bước - dọc tim hầm a=0.5m + Bê tơng chèn vịm M20 Hầm có số 0.01 < Q ≤ 0.1 ; hầm qua đứt gãy bậc IV, bậc V: Treo lưới B40 phun bê tơng dày 7cm + vịm I200 bước dọc tim hầm a=0.5m + bê tơng chèn vịm M200 - Chỉ số 0.1 < Q ≤ 3: Khoan neo Ø22CIII, a=2.0m, Lneo = 2m, bước dọc - trục hầm 2m + Phun cục bê tông M30 dày 5cm Chỉ số Q >3, hầm qua đới đá trung bình, đá tốt tốt Khoan neo Ø 22CIII cục bộ, Lneo = 2m, bước dọc trục hầm 1m + Phun cục bê tông M300 dày 5cm - Giếng điều áp : Giếng điều áp dạng kết cấu bê tông cốt thép đặt cuối đường hầm dẫn nước có toạ độ tâm (X = 2447460.15; Y = 444865.19) Giếng điều áp có kết cấu hình trụ chia làm hai phần: Buồng có nằm đá đường kính 5,1m chiều dày thành giếng 0,5m, cao độ đáy 297,817m cao độ đỉnh 360,00m Buồng nằm lớp đá phong hố mạnh đất có đường kính 16m, chiều dày thành giếng 1.0m, cao độ đáy 360,0m, cao độ đỉnh 405,50m Công tác đào giếng thực tiên phong máy khoan ROBBIN từ cao độ 403,00m đến cao độ 302,916m tiến hành sau đào xong phần hở Tháp điều áp hầm dẫn nước đến chân tháp Trước tiên khoan dẫn hướng từ cao độ 403.00m xuống cao độ 302,917m lỗ khoan D=311mm sau khoan doa lỗ khoan mở rộng D=1400mm, đào mở rộng tháp theo thiết kế khoan nổ, đá nổ mìn đẩy xuống đáy tháp cao độ 297,817m theo giếng tiên phong xúc chuyển tổ hợp máy xúc cào vơ kết hộ oto vận chuyển 12-15 vận chuyển theo hướng Tháp điều áp-Nhà máy Công tác gia cố tạm tiến hành song song với công tác đào mở rộng - Đường ống áp lực : Tuyến đường ống áp lực sau giếng điều áp tim ống có góc ngoặt so với tim tuyến hầm góc 56.2o Đường ống áp lực chia làm phần: phần ống ngầm (hầm áp lực) tính từ giếng điều áp đến cửa hầm cao độ 300,367m, phần ống hở từ cửa hầm đến nhà máy thuỷ điện Đoạn hầm áp lực dài 114,18m nằm hoàn toàn nằm lớp IIA đá granit bọc bê tông cốt thép dày 0.5m mặt lót thép có chiều dày 14mm 2.2.3 Nhà máy thuỷ điện trạm phân phối điện Bảng 3.9 Khoảng cách lỗ mìn tạo biên lỗ mìn phá (nền) f Lỗ Khoan Biên Lỗ Khoan Phá Bb, m Wb, m Bb, m Wb, m 0,75 0,9 0,9 1,1 0,65 0,85 0,8 1,0 0,6 0,75 0,7 0,9 0,55 0,7 0,65 0,85 0,5 0,6 0,6 0,75 10 0,45 0,55 0,55 0,65 12 0,4 0,5 0,5 0,6 Vậy khoảng thực tế lỗ mìn là: m Để tạo hiệu cho công tác nổ mìn hầm việc bố trí, sử dụng hợp lý sơ đồ nổ mìn vùng đột phá yếu tố quan trọng Chính vùng đột phá tạo mặt thoáng tạo điều kiện thuận lợi cho đợt nổ sau đồng thời tiết kiệm vật liệu thời gian nạp thuốc Ở đây, ta chọn kiểu bố trí lỗ mìn tạo rạch dạng rạch nêm đứng với số hàng tạo rạch 3, hàng có lỗ Do ta xác định số lỗ mìn đột phá 15 Vậy số lỗ mìn phá là: ,lỗ Ta có khoảng cách lỗ mìn phá là: bf = 0,55m hàng phá Wb=0,65 m ( chọn theo bảng 3.6 ) Vậy thay vào công thức (3.3) ta có tổng số lỗ mìn gương là: ,lỗ 2.3.5.Chiều sâu lỗ mìn Chiều sâu lỗ mìn thơng số quan trọng có ảnh hưởng tới chi phí cho nhân cơng, cho tất cơng việc chu kỳ đào chống hầm Chiều sâu lỗ mìn hợp lý làm tăng tốc độ đào, tăng suất lao động giảm giá thành xây dựng cho công trình ngầm Chiều sâu lỗ mìn phụ thuộc vào tính chất lý đất đá, tiết diện gương cơng trình, chiều rộng gương, thiết bị khoan gương, sơ đồ tổ chức thi công, tốc độ đào… Hiện nay, có nhiều cơng thức thực nghiệm để tính tốn chiều sâu lỗ mìn Để đảm bảo sử dụng hết công suất thiết bị thi công, khả đảm bảo kỹ thuật cung cấp lượng, khả vận tải công tác tổ chức công việc gương Người ta nhận thấy chiều sâu lỗ mìn phải xác định theo thời gian chu kỳ đào chống đường hầm Để đảm bảo sử dụng hết công suất thiết bị khác điều kiện mỏ - địa chất, khả đảm bảo kỹ thuật (cung cấp lượng, lực vận tải…) khác công tác tổ chức công việc gương Chiều sâu lỗ mìn xác định theo thời gian chu kì đào chống đường hầm: Ở đây, chiều sâu lỗ mìn tính theo cơng thức giáo sư N.M Pocrovxki Chiều sâu lỗ mìn xác định sau: N.t Tck - +t +t +t ÷ φ nm n nm Llk = C η.b dl.p n η.N n L N k μ.η.S + 0đ +k dl.p +k10 +t n ÷ n k Vk n x Px k p Pph.lt a n kn Vkn ,m (3.7) Trong đó: L - Chiều sâu lỗ mìn; m Tck - Thời gian chu kỳ đào chống giữ đường hầm, Tck = 12 h; N - Số lượng lỗ mìn nạp thuốc gương, N =131 lỗ; t - Thời gian nạp thuốc nổ cho lỗ khoan, chọn theo kinh nghiệm t= 0,04 ÷0,08 giờ, chọn t = 0,08 h; φnm - hệ số làm việc đồng thời trình nạp thuốc nổ, φn =0,7÷0,8 chọn φn =0,8 nnm - Số lượng công nhân làm việc đồng thời công tác nạp thuốc nổ vào lỗ mìn, nnm = 6; t3 - Thời gian thơng gió tích cự sau nổ mìn,chọn t3 = 0,5 h; t6 - Thời gian công tác chuẩn bị giao ca, t6 = 0,6 h; t7 - Thời gian công tác phụ, t7 = h; nk - Số lượng cần khoan làm việc đồng thời gương nk = 2; Vk - Tốc độ khoan thực tế cần khoan với f = 10; Vkt = 40m/h;Vk hệ số phụ thuộc máy khoan hệ số kiên cố đất đá,Kk = Vk = Vkt.Kk =40.1 =40m/h; k0 - Hệ số nở rời đất đá, f = 10, ko = 1,4 ÷ 2,2 ta chọn k0 = 2,2; η µ - Hệ số sử dụng lỗ mìn, chọn - Hệ số thừa tiết diện, µ η = 0,9; = 1,1; Sđ - Diện tích tiết diện đào đường hầm Sđ = 36,66 m2; nx - Số lượng máy xúc làm việc đồng thời, nx = 1; Px - Năng suất thực tế máy xúc, Px = 50 m3/h; Pph.tt - Năng suất máy phun, Pph.tt = 0,1 m3/ phút = m3/h; kp - Hệ số giảm suất phun, kp = 0,8; bdl.p - Chiều dầy phun, bdl.p = 0,05 m; k8 – Hệ xác định phần công tác phun bê tông tương ứng tiếng hành song song với công tác khác chu kỳ, k8 = 1; Cdl.p - Chu vi phun :16,52 m Nn- Số lượng neo, Nn= neo; a- Khoảng neo, a=2 m; Ln- chiều dài neo, Ln=2 m; nkn- Số lượng cần khoan neo, nkn= cần; Vkn- Tốc độ khoan neo, Vkn=40m/h; tcn- Thời gian lắp dựng neo , tn=8 phút/neo =0,14 giờ/neo; Tcn –Thời gian lắp dựng neo vòng chống Tcn = N.Tn (3.13) Trong đó: N-số neo, N=8; tn - thời gian cắm xong neo, tn=8 phút/neo =0,14 giờ/neo; Thay số vào 3.13 được: Tcn = 8.8 =64 (phút) k10- Hệ xác định phần công tác neo tiếng hành song song với công tác khác chu kỳ, k10 = Thay giá trị vào công thức (3.7) ta được: 87.0,08 12- +0,5+0,6+2 ÷ 0,8.6 Llk = 87 2,2.1,1.0,9.22,05 12,56.0,9.0,05 0,9.6 + +1 +1 +0,14 ÷ 2.40 1.50 0,8.6 1.40 Llk =2,949 m Để đảm bảo tốc độ đào hầm sử dụng tối đa công suất thiết bị thi công ta chọn chiều sâu lỗ khoan: Llk = 3m Thay ngược lại ta có t7=1,86 a Chiều sâu lỗ mìn đột phá: Các lỗ đột phá vng góc khoan 80o so với mặt phẳng gương hầm tùy thuộc vào mức độ khó nổ đất đá nên khoan sâu thêm lỗ khoan khác 0,3 m Lđp = Llk + 0,3 = + 0,3 = 3,3 m b Chiều sâu nhóm lỗ mìn phá : Lấy Lp =Llk = m c Chiều sâu nhóm lỗ mìn biên nhóm lỗ mìn nền: Các lỗ mìn biên lỗ mìn khoan nghiêng 850 so với mặt phẳng gương hầm lb = ln = = 3, 01 sin 850 với chiều dài m 2.3.6 Chi phí thuốc nổ cho lần nổ Chi phí thuốc nổ cho lần nổ xác định theo công thức: Qtkđ =lk q.S l ,kg m Trong đó: q- Lượng thuốc nổ đơn vị, q = 2,05 kg/m3; Sđ- Diện tích đào, Sđ = 36,66 m2 kg Lượng thuốc nổ trung bình lỗ khoan là: kg/lỗ a Lỗ mìn đột phá (3.7) Lượng thuốc nổ lỗ mìn đột phá ta thường lấy tăng lượng thuốc nổ từ 10% 20% so với lượng thuốc nổ trung bình tăng chiều sâu lỗ khoan thêm 0,3m kg Số thỏi thuốc lỗ mìn đột phá: thỏi Lấy ndp = thỏi mth - khối lượng thỏi thuốc, mth = 0,2 kg Lượng thuốc nổ thực tế dùng cho nhóm lỗ mìn đột phá: kg Lượng thuốc nổ thực tế cho lỗ mìn đột phá: = 1,8 kg b Lỗ mìn phá, Lượng thuốc nổ lỗ phá lấy nhỏ qlktb Chọn qlk p = qlktb= 1,6 kg Số thỏi thuốc lỗ mìn phá: thỏi Lấy np = thỏi Lượng thuốc nổ thực tế dùng cho nhóm lỗ mìn phá là: kg Lượng thuốc nổ thực tế cho lỗ mìn phá: q p tt = n p mth = 8.0, = 1, 6 kg c Lỗ mìn biên Lượng thuốc nổ lỗ biên lấy giảm xuống 10% ÷ 15%: = 1,44 kg Số thỏi thuốc lỗ mìn biên nền: thỏi Lấy nb,n= thỏi Lượng thuốc nổ thực tế dùng cho nhóm lỗ mìn biên nền: ÷ kg Lượng thuốc nổ thực tế cho lỗ mìn biên nền: Qb ,n tt = nb,n mth = 7.0, = 1, kg d Lượng thuốc nổ thực tế dùng cho chu kỳ Lượng thuốc thực tế cho chu kỳ: kg e Chiều dài bua mìn lỗ mìn Ta có chiều dài thỏi thuốc lth= 0,25 m Chiều dài nạp bua lỗ đột phá: ms Với lỗ phá: Lbp = l p − n p lth = − 8.0, 25 = m Với lỗ tạo biên nền: Lbb = Lbn = lb, n − nb ,n lth = 3,01 – 7.0, 25 = 1, 26 m 2.3.7 Tính tốn mạng điện nổ mìn Dịng điện mạng đấu ghép: Ic = U R ,A Trong đó: U - Hiệu điện mạng, U = 650 V; R - Tổng trở mạng, R = Rd + Rk , Ω ; Rk- Điện trở kíp, số kíp tối đa mạng 87 mà điện trở Ω Ω kíp 3,8 Do Rk =140.3,8 = 532 ; Rd - Tổng điện trở dây dẫn, ξ Rd = Trong đó: L S Ω ξ - Điện trở dây dẫn, dây đồng ξ −6 = 0,0012.10 Ω ; L- Chiều dài dây dẫn, L = 200 m; −6 S- Diện tích tiết diện ngang dây dẫn, S = 0,8 10 m2 Thay vào công thức ta được: −6 Rd = 0,0012.10 Vậy: R = + 532 = 535 Ω 200 10 − = 0,8 Ω Vậy cường độ dòng điện: : A Dịng điện chạy qua kíp: Ik = Ic = 1,2A Vậy Ic thoả mãn điều kiện Ic > Idb Với Idb: Dòng điện đảm bảo nổ Idb = 1A 2.3.8 Các tiêu nổ mìn đánh giá hiệu cơng tác khoan nổ mìn Chất lượng hay hiệu cơng tác khoan nổ mìn thường đánh giá qua bốn tiêu sau: - Cỡ hạt: Đất đá nổ phải phù hợp với thiết bị xúc bốc, khơng có q cỡ; - Độ văng xa: Biểu thị độ tập trung đống đá nổ sơ đánh giá mức độ hư hỏng chống gần gương nổ mìn, đá nổ cần tập trung thành đống trước - gương để dễ xúc bốc giảm thời gian thu gom đất đá; Hệ số sử dụng lỗ mìn η: Hệ số sử dụng lỗ mìn cao hiệu nổ mìn tốt, làm tăng tốc độ đào hầm giảm bớt giá thành xây dựng, Ngược lại hệ số nổ mìn thấp làm tốc độ đào hầm giảm, xuất lao động giảm dẫn đến giá - thành đào hầm tăng; Hệ số thừa tiết diện µ: Biểu thị khả đào thừa biên hầm so với biên thiết kế tính tỷ số diện tích gương đào thực tế diện tích gương đào thiết kế 2.3.9 Cơng tác đưa gương nổ mìn trạng thái an tồn a Tổ chức cơng tác khoan nổ mìn Để đảm bảo cơng tác khoan nổ mìn an tồn kỹ thuật, đơi thợ đào chống hầm phải thực bước yêu cầu sau: - Trước khoan lỗ mìn, cần phải tiến hành kiểm tra tình trạng gương hầm Nếu gương có khả sập lở cục (kể phần nóc) thiết phải hng để chọc, đập cho hết đá mỏi - Sau đảm bảo gương hầm trạng thái an toàn đội thợ phải xác định tâm đường hầm, lập đường chuẩn gương sau dùng thước dây dọi để xác định vị trí lỗ khoan theo hộ chiếu thiết kế Dùng vôi trắng đất sét sáng màu để đánh dấu lỗ mìn gương - Trong khoan lỗ mìn, thợ khoan phải ý quan sát gương hầm để đá không rơi vào người Không tự tiện thay đổi vị trí lỗ khoan, lỗ mìn phải khoan theo hộ chiếu thiết kế, khoan đủ số lỗ khoan, chiều sâu góc nghiêng Thợ khoan phải giữ ấn lực ấn vào máy khoan hướng mũi choòng khoan - Phải bố trí đủ số lượng máy khoan hoạt động gương máy khoan dự phòng Nếu chiều cao lỗ khoan định vị phần hầm khơng đảm bảo cho người thợ giữ mũi chng định vị phải có sàn cơng tác để đứng khoan lỗ khoan cao, áp lực khí nén tới máy khoan phải đảm bảo không nhỏ 4,5 at - Trước nạp thuốc vào lỗ khoan, người tổ trưởng với thợ nổ mìn phải kiểm tra số lượng lỗ mìn, kiểm tra chiều sâu lỗ mìn gỗ tròn khắc mét Phải làm phoi khoan khí nén dùng móc sắt có đầu bẹt để kéo phoi (với lỗ mìn ướt hàng lỗ mìn nền) b Các biện pháp an tồn Khi khoan cần ý cung cấp nước đầy đủ để rửa lỗ khoan chống bụi gương hầm Để tránh bệnh nghề nghiệp bụi phổi, nặng tai… Người tổ chức khoan phải làm tốt công tác tổ chức thi công hợp lý gương hầm Khi nạp mìn tất cơng nhân khơng có nhiệm vụ phải rời khỏi gương hầm tới vị trí an tồn, thiết bị máy móc phải đưa khỏi gương hầm Sử dụng tín hiệu nổ mìn mà cơng nhân phổ biến, trước nổ mìn phải phát tín hiệu trước Trước nạp thỏi thuốc vào lỗ khoan , phải tiến hành thổi phoi khoan lỗ khoan , sau tiến hành nạp dần thỏi thuốc nổ , thỏi thuốc nổ có kíp nổ chuẩn bị gương nạp cẩn thận Cách bố trí thỏi thuốc phương pháp kích nổ phải thực theo hộ chiếu , sau nạp song thuốc phía ngồi phải nạp bua mìn , bua mìn làm đất sét, độ ẩm bua khoảng 20% , bua mìn nặn thành thỏi trước mang vào vị trí nạp mìn Để khởi nổ kíp điện sử dụng máy nổ mìn có nguồn điện chiều, kíp nổ đấu nối tiếp ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUN NGÀNH XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH NGẦM VÀ MỎ B? TRÍ L? MÌN 113 66 114 65 115 116 64 63 25 55 27 56 28 57 29 58 30 59 31 60 101 76 100 99 15 13 12 10 11 96 44 20 43 19 42 18 41 17 40 16 97 80 45 21 14 32 79 46 23 22 98 78 47 550 11267 24 26 54 111 68 102 50 49 48 51 53 11069 103 104 73 74 75 77 52 825 72 71 70 39 62 61 122 123 33 35 36 34 124 125 126 37650 38 127 128 129 kíp s? 95 81 kíp s? kíp s? kíp s? kíp s? kíp s? 94 82 83 84 85 86 117 121 A: K? THU? T - Tru?c n?p mìn ph?i ki?m tra h? chi?u khoan - Ki?m tra chi?u sâu l? khoan, góc nghiêng khoan, kho?ng cách l? khoan xem có dúng v?i h? chi?u dã l?p chua N?u sai l?ch ta ph?i di?u ch?nh cho phù h?p theo th?c t?, ki?m tra lu?ng kíp, thu?c n? dúng theo yêu c?u c?a h? chi?u B: AN TỒN Ph?i thơng báo cho don v?thi cơng có liên quan g?n khu v?c d?a di?m, th?i gian n? mìn tru?c 2h Ch?cho nh?ng ngu?i du?c hu?n luy?n ki?n tra d?t k?t qu? v? ngh? n? mìn m?i du?c phép n?p mìn Tru?c dua v?t li?u n? t?i guong h?m ph?i ki?n tra cào s?ch l?p dá om guong h?m Ch?cho phép s? s?ng m?ng di?n chi?u sáng 36V t?i khu v?c n?p n? Không du?c hút thu?c, s? d?ng l?a khu v?c n? mìn Ph?i s? d?ng dao c?t d?y n?, không du?c dùng dá ch?t dây kíp n? Các thi?t b?ph?i di chuy?n t?i v?trí an tồn tru?c n?, b? trí tr?m gác cách v?trí n? mìn >300m d? d?m b?o khơng có s? xu?t hi?n c?a ngu?i t?i khu v?c n?p n? Các kíp di?n ln ch?p d?u vào 10 Khi có l?nh c?a ngu?i ch?huy n? mìn m?i du?c d?u m?ng n? 6350 105 106 107 108 109 BI? N PHÁP AN TOÀN H? CHI? U KHOAN N? MÌN 93 92 vịng vịng vịng vịng vịng vòng n? n? n? n? n? n? 91 90 89 87 130 131 3000 3000 3300 3000 3300 6700 STT Tên ch? tiêu , kí hi?u Ðon v? Di?n tích guong dào, (Sd) m² STT Nhóm l? mìn L? dơt phá S? th? t? l? mìn (L?) 15 Chi?u dài l? khoan S? l? mìn 3,3 15 72 L? phá 72 3 L? Biên 32 3,01 32 L? N?n 11 3,01 11 Lu?ng thu?c n?/l? (kg) 1,76 1,6 1,44 1,44 T?ng lu?ng thu?c n? nhóm (kg) 27 Chi?u dài bua mìn (m) 1,05 Góc Nghiêng (Ð?) Chi?u b?ng Chi?u d?ng 85 85 H? s? kiên c? c?a d?t dá, f 10 Chi?u sâu l? mìn, m m H? s? s? d?ng l? mìn, - 0,9 Ti?n d? chu k? , Lck m 2,7 T?ng s? l? khoan n?p mìn guong L? 131 T?ng lu?ng thu?c n? chu k? Kg STT T?ng s? kíp vi sai s? d?ng chu k? Cái 131 T?ng s? d?t dá n? chu k? m³ STT H? s? th?a ti?t di?n, µ - 1,1 kg/m ³ 2,05 115,2 90 90 44,8 1,26 85 85 10 17,4 1,26 85 85 11 Ch?tiêu thu?c n? don v?(q) 65 Nguyễn Văn Tư - Kh?i lu?ng 36,66 XDCT Ngầm K57 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUN NGÀNH XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH NGẦM VÀ MỎ CHƯƠNG - CƠNG TÁC THƠNG GIĨ TRONG Q TRÌNH XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH NGẦM 3.1 Các u cầu thơng gió cho đường hầm dẫn nước cơng trình thủy điện NẬM CỦN Cơng tác thơng gió đường hầm nhằm thỏa mãn yêu cầu sau: - Đảm bảo điều kiện vệ sinh an toàn lao động bình thường gương thi cơng đường hầm - Cơng tác thơng gió phải đảm bảo hịa tan lượng khí độc hại, loại khí cháy đẩy ngồi, để khơng khí gương hầm, đường hầm đảm bảo nhiệt độ, hàm lượng khí cho phép; Cơng tác thơng gió cho gương thi cơng đường hầm phải thực nhằm đảm bảo cho hàm lượng Ôxy (O2) khơng nhỏ 20%, hàm lượng khí cacbơnic CO2 khơng vượt q 0,5% tính theo thể tích, nhiệt độ khơng khí khơng lớn 260C độ ẩm khơng lớn 90% 3.2 So sánh lựa chọn sơ đồ thơng gió cho đường hầm Trong q trình thi công đường hầm để đảm bảo điều kiện làm việc bình thường cho cơng nhân nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ khơng khí … ta phải thơng gió cho đường hầm Có thể lựa chọn ba sơ đồ thơng gió sau: - Thơng gió đẩy - Thơng gió hút - Thơng gió hỗn hợp (vừa hút vừa đẩy) Với ưu điểm như: tốc độ gió đầu ống lớn nên gió nhanh chóng pha lỗng khí độc hại gương sau khoan nổ mìn, hướng chuyển động gió bẩn trùng với hướng khuếch tán khí độc hại khả sử dụng ống gió mềm vải cao su … cho thấy phù hợp với sơ đồ thơng gió đẩy cơng trình thiết kế 66 Nguyễn Văn Tư XDCT Ngầm K57 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM VÀ MỎ 67 Nguyễn Văn Tư XDCT Ngầm K57 ... CHUNG VỀ ĐOẠN HẦM DẪN NƯỚC CĨ LÝ TRÌNH TỪ KM1 +3 00 – KM1 +5 50 2 .1 Các đặc điểm cơng dụng, vị trí, cần thi? ??t phải thi? ??t kế xây dựng hầm dẫn nước 2 .1. 1 Vị trí đoạn hầm Đoạn hầm thi? ??t kế xây dựng có chiều... vận tải q trình thi cơng 1. 2 Thi? ??t kế quy hoạch cơng trình ngầm bình đồ Đoạn hầm dẫn nước lý trình km + 300 – km + 550 dài 300m, độ dốc hầm i = 0,9% 1. 3 Thi? ??t kế quy hoạch cơng trình ngầm mặt... cơng trình khác Nên cơng tác thi? ??t kế kỹ thuật, thi? ??t kế thi cơng có khối lượng lớn do khuôn khổ đồ án thời gian có hạn nên đồ án thi? ??t kế thi công đoạn thân hầm dẫn nước (? ?ọan từ KM1 +3 00 đến KM